2 Sử dụng tài nguyờn và ụ nhiễm mụi trường
3.4.1 Thu hồi nước làm mỏt từ quỏ trỡnh lạnh nhanh
Thất thoỏt 1m3 nước núng 85ºC tương đương mất 8,7 kg dầu.
Sử dụng nước núng hiệu quả là một trong những vấn đề mấu chốt của tiết kiệm năng lượng. Nước làm mỏt dịch đường trong quỏ trỡnh lạnh nhanh (từ
100ºC về 10ºC) cú thểđạt 85oC (với cỏc thiết bị trao đổi nhiệt tốt) cần được tuần hoàn và tỏi sử dụng để tận dụng nước và nhiệt. Sử dụng tank cú bảo ụn
để trữ trước khi sử dụng. Nước này cú thể sử dụng lại ở những khu vực cú nhu cầu như làm nước nấu, nước cấp nồi hơi, hệ thống vệ sinh CIP, rửa chai và thanh trựng. Thựng chứa nước núng cần tớnh toỏn cõn đối với quy mụ thu hồi để cho khụng cú thừa nước núng thải vào hệ thống nước thải.
Vớ dụ về tối ưu húa hệ thống nước núng
Một nhà mỏy bia ở chõu Âu cú cụng suất 100 triệu lớt/năm cú hệ thống làm lạnh dịch đường kiểu cũ. Sau khi trao đổi nhiệt trong quỏ trỡnh lạnh nhanh, nhiệt độ nước được làm núng lờn đến 60ºC và dựng vào hệ thống nấu. Lượng nước dư thừa sẽ bị thải vào hệ thống nước thải Một hệ thống lạnh nhanh mới được lắp đặt, cú khả năng làm núng nước đến 85ºC. Tank chứa nước núng lớn hơn được lắp đặt. Nước 85ºC được dựng để nấu, vệ sinh, rửa chai. Kết quả
như sau: Lượng dầu giảm mỗi năm 340 tấn Lượng nước giảm mỗi năm 40.000 m3 Đầu tư 120.000 USD Thời gian thu hồi vốn 3 năm 3.4.2 Thu hồi nước ngưng
Nước ngưng từ cỏc nồi nấu là nước tinh khiết, cú chứa nhiệt năng. Cỏc thực hành phổ biến cho thấy nước ngưng được dựng để làm nước cấp cho nồi hơi. Nếu đầu tư cỏc đường ống và cỏc tank chứa nước ngưng để tỏi sử dụng sẽ
cú thời gian thu hồi vốn rất ngắn.
3.4.3 Bảo ụn
Bảo ụn cỏc bề mặt núng và lạnh là giải phỏp đơn giản và dễ làm nhất, đồng thời mang lại hiệu quả cao trong tiết kiệm năng lượng. Cỏc bề mặt này gồm thõn nồi hơi, nồi nấu, cỏc đường cấp hơi núng, hơi lạnh, cỏc tank lờn men và chứa bia thành phẩm…
Bảo ụn 1 một dài đường ống hơi ỉ 89 mm sử dụng trong 6.000 giờ/năm sẽ giỳp tiết kiệm được 450 kg dầu/năm (tương đương 18.000 MJ/năm) đủ năng lượng cho sản xuất 120 hl bia.
3.4.4 Tiết kiệm nước và húa chất vệ sinh
Lắp đặt hệ thống vệ sinh trong thiết bị (CIP): tiết kiệm nước, húa chất, cú khả năng tận thu tỏi sử dụng húa chất tẩy rửa và nước, đảm bảo yờu cầu vệ
sinh cao của dõy chuyền; cú khả năng sử dụng cỏc húa chất hiệu quả cao, thõn thiện mụi trường.
Sử dụng hệ thống vũi phun cao ỏp: đảm bảo tiờu chuẩn vệ sinh an toàn thực phẩm, tiờu tốn ớt nước, chỉ sử dụng khi cần thiết, trỏnh chảy nước lóng phớ; sử dụng vũi phun định lượng cao ỏp cho vệ sinh cỏc thiết bị vận tải, kột chứa chai
Sử dụng cỏc húa chất đặc hiệu: dựng axit cho việc vệ sinh cỏc tank lờn men thay vỡ sử dụng xỳt, sử dụng cỏc chất hỗ trợ vệ sinh trong rửa chai để tăng độ
sạch của chai, giảm lượng nước.
Vớ dụ về tổn thất nước khi cú rũ rỉ (ỏp lực nước 4,5 bar)
Kớch thước lỗ (mm) m3/ngày m3/năm
0,5 0,39 140 1 1,20 430 2 3,70 1.300 4 18,0 6.400 6 47 17.000 3.4.5 Tiết kiệm điện
Một nhà mỏy sản xuất bia hiệu quả cú mức tiờu thụđiện chỉ là 29kW/hl bia. Phần lớn điện năng trong nhà mỏy bia được sử dụng để chạy cỏc mụ tơ. Cú 2 giải phỏp phổ biến để giảm bớt tiờu thụđiện năng là:
- Lắp đặt cỏc mụ tơ thế hệ mới cú hiệu quả cao
- Lắp đặt cỏc biến tần để cú thể kiểm soỏt tốt hơn tốc độ dũng và ỏp suất của mụ tơ.
Cụng ty Cổ phần Bia Kim Bài (Hà Tõy) cú cụng suất 30 triệu lớt/năm. Đểđảm bảo lạnh cho
sản xuất cụng ty sử dụng 4 mỏy lạnh mỗi mỏy cú cụng suất 90 KW. Năm 2007 cụng ty đó lắp thờm biến tần cho cỏc động cơ mỏy lạnh và đầu tư hệ thống điều khiển tựđộng cho hệ thống mỏy lạnh.
Số vốn đầu tư ban đầu là 1,4 tỷ VNĐ. Qua thời gian vận hành cho thấy cỏc mỏy giảm được 10- 12% điện năng. Thời gian thu hồi vốn ước tớnh 4 năm
3.4.6 Duy trỡ bảo trỡ
Việc bảo trỡ hệ thống cú ý nghĩa lớn trong việc duy trỡ mức tiờu hao điện, nước thấp. Việc bảo trỡ tốt cũn cú tỏc dụng làm cho hiệu quả dõy chuyền tăng lờn do giảm số lần và thời gian bị dừng sản xuất do sự cố. Thời gian hoàn vốn của việc bảo trỡ thường rất ngắn cú khi chỉ vài tuần.
Tài liệu hướng dẫn Sản xuất sạch hơn ngành sản xuất bia 30
Sự rũ rỉ chỉ gõy ra tiếng xỡ nhỏ, khụng nhỡn rừ hơi thoỏt ra từ cỏc van hơi cú thể dẫn đến làm mất 1kg hơi/giờ, tương ứng với tiờu thụ 700 kg dầu mỗi năm hay năng lượng này đủ cho sản xuất 200 hl bia với mức tiờu hao thấp.
Rũ rỉ ở mức nhỡn rừ hơi thoỏt ra ở cỏc mặt bớch cú thể dẫn đến làm mất 3-5 kg hơi/giờ, tương
đương 2.100-3.500 kg dầu/năm, đủ năng lượng để sản xuất 580-1000 hl bia ở mức tiờu hao
thấp
3.4.7 Trỏnh rũ rỉ khớ nộn
Tỏc động của rũ rỉ khớ nộn
(ỏp lực khớ 6 bar) tương ứng mức tiờu thụ điện
Kớch thước lỗ (mm) l/s kWh/ngày
MWh/năm
1 1 6,2 2,6
3 19 74,4 27,0
5 27 199,0 73,0
thường hệ thống cú thể mang lại kết quả tiết kiệm khoảng 10%
3.4.8 Kiểm soỏt nhiệt độ bốc hơi của hệ thống mỏy lạnh
Hệ thống mỏy lạnh tiờu thụ nhiều điện nhất trong nhà mỏy bia. Nhiệt độ bốc hơi của mỏy lạnh chỉ cần thấp theo mức độ cần thiết. Vớ dụđể làm lạnh bia xuống -2ºC thỡ nhiệt độ bốc hơi chỉ cần khoảng (-6) - (-8)ºC là đủ nhưng nhiều nhà mỏy bia đó thiết kế hệ thống cú nhiệt độ bốc hơi thấp hơn (< -10ºC) sẽ
làm hiệu suất mỏy khụng cao, tốn nhiều điện. Nếu nhiệt độ bốc hơi tăng lờn 1ºC thỡ giảm được tiờu thụđiện năng của mỏy là 3-4%
Cần vận hành hệ thống mỏy lạnh sao cho nhiệt độ ngưng tụ thấp nhất cú thể, phụ thuộc vào điều kiện khớ hậu. Cứ giảm được 1ºC cho ngưng tụ thỡ sẽ giảm được mức tiờu thụ điện năng của mỏy lạnh đi 1%.
Chọn mỏy lạnh thế hệ mới tiờu thụđiện năng thấp.
3.4.9 Giảm ỏp mỏy nộn khớ
Áp lực của mỏy nộn càng thấp trong giới hạn cú thể càng tốt.
Nếu ỏp của mỏy nộn khớ đạt thấp hơn được từ 7-8 bar thỡ mức tiờu thụ điện của mỏy nộn giảm được 7%.
Để làm mỏt mỏy nộn cần sử dụng nước tuần hoàn khộp kớn.
3.4.10 Thu hồi nhiệt từ hệ mỏy nộn
Sử dụng hệ thống trao đổi nhiệt để thu hồi nhiệt từ cỏc mỏy nộn lạnh cú thể
thu được nước núng 50-60ºC.
3.4.11 Lắp đặt thiết bị làm núng nước cấp cho nồi hơi
Lắp đặt thiết bị làm núng nước trước khi vào lũ. Thiết bị này sử dụng khúi lũ
để gia nhiệt nước cấp.
3.4.12 Sử dụng cỏc húa chất diệt khuẩn thõn thiện mụi trường để
khử trựng thiết bị thay vỡ dựng hơi núng
Một số nhà mỏy bia thường dựng hơi núng để thanh trựng thiết bị. Giải phỏp này tiờu tốn nhiều năng lượng cho việc thanh trựng và làm nguội thiết bị. Hiện nay cú nhiều húa chất thõn thiện mụi trường chứa ụxy nguyờn tử, khi phun vào thiết bị chỳng cú khả năng diệt khuẩn, sau đú chỳng được chuyển húa về
dạng ụxy phõn tử, khụng độc hại cho quỏ trỡnh lờn men và mụi trường xung quanh. Cỏc húa chất chứa ụxy nguyờn tử cú thể là nước ụzụn, hỗn hợp peracetic và hydrogen peroxide (trong sản phẩm thương mại cú tờn là SOPUROXID của hóng SOPURA) hoặc cỏc sản phẩm thương mại tương tự
của ECOLAB.
3.4.13 Kết hợp cung cấp nhiệt và phỏt điện (CHP)
Hiệu suất về năng lượng của hệ thống cú thể đạt đến 90%. Hệ thống cho phộp giảm phỏt thải CO2 và tiết kiệm ớt nhất 10% nhiờn liệu so với việc sử
dụng riờng rẽ cho mục đớch cung cấp nhiệt và điện. Hệ thống làm giảm tiờu hao năng lượng của nhà mỏy 14%, điện năng 40%, nõng hiệu suất chỏy của nhiờn liệu lờn 2-4%, giảm phỏt thải NOx 14,8% và CO2 7,9%
4 Thực hiện sản xuất sạch hơn
Chương này sẽ trỡnh bày từng bước tiến hành đỏnh giỏ sản xuất sạch hơn tại doanh nghiệp sản xuất bia với mục tiờu tỡm kiếm được đầy đủ nhất cỏc giải phỏp sản xuất sạch hơn phự hợp với điều kiện sản xuất. Cỏc biểu mẫu đi kốm cú thể được sử dụng để thu thập và xử lý thụng tin.
Chất thải chớnh là nguyờn nhiờn liệu đầu vào khụng được đặt đỳng chỗ. Việc thực hiện đỏnh giỏ sản xuất sạch hơn tuõn theo nguyờn tắc cơ bản là mọi nguyờn nhiờn liệu vào quy trỡnh sản xuất, nếu khụng nằm lại trong sản phẩm sẽ bị thải ra mụi trường, dưới dạng này hoặc dạng khỏc. Việc triển khai đỏnh giỏ sản xuất sạch hơn một cỏch bài bản sẽ hỗ trợ doanh nghiệp tỡm được
đường đi cũng như dạng chuyển đổi của cỏc loại nguyờn liệu đú, để tỡm ra cỏc phương phỏp giảm thiểu lượng sử dụng một cỏch hữu hiệu nhất, đồng thời thậm chớ cú thể tăng được năng suất và chất lượng của sản phẩm, và tiết kiệm chi phớ xử lý mụi trường. Đú cũng chớnh là mục tiờu của việc ỏp dụng sản xuất sạch hơn.
Việc ỏp dụng sản xuất sạch hơn yờu cầu thời gian và nỗ lực của cỏc bộ phận trong toàn doanh nghiệp, do đú sự cam kết và hỗ trợ mạnh mẽ của Ban lónh
đạo cụng ty sẽ là yếu tố quyết định cho thành cụng của chương trỡnh. Chỳng tụi khuyến cỏo ỏp dụng sản xuất sạch hơn lần lượt theo 6 bước hay 16 nhiệm vụ sau đõy:
Tài liệu hướng dẫn Sản xuất sạch hơn ngành sản xuất bia 32 Bước 3: Đưa ra cỏc cơ hội sản xuất sạch hơn Bước 4: Chọn cỏc giải phỏp sản xuất sạch hơn Bước 5: Thực hiện cỏc giải phỏp sản xuất sạch hơn Bước 6: Duy trỡ sản xuất sạch hơn 4.1 Bước 1: Khởi động
Mục đớch của bước này nhằm:
- Xõy dựng được nhúm đỏnh giỏ sản xuất sạch hơn - Thu thập số liệu sản xuất làm cơ sở ban đầu
- Tỡm kiếm cỏc biện phỏp cải tiến đơn giản, hiệu quả cú thể thực hiện ngay
4.1.1 Nhiệm vụ 1: Thành lập nhúm đỏnh giỏ SXSH
Việc thành lập nhúm đỏnh giỏ SXSH là rất cần thiết khi triển khai chương trỡnh
đỏnh giỏ SXSH. Cỏc thành viờn của nhúm là cỏn bộ của doanh nghiệp, cú thể
hỗ trợ triển khai khi cú chuyờn gia bờn ngoài hoặc trực tiếp thực hiện nếu qua
đào tạo. Quy mụ của nhúm sẽ phụ thuộc vào quy mụ của doanh nghiệp. Với doanh nghiệp lớn, nhúm đỏnh giỏ SXSH nờn bao gồm Đại diện Ban Lónh đạo và quản đốc/trưởng phũng của từng phũng ban và nhúm triển khai phụđược thành lập tựy theo thời điểm. Với doanh nghiệp nhỏ hơn, nhúm cú thể chỉ gồm
đại diện lónh đạo và quản đốc phụ trỏch cỏc cụng việc sản xuất bia hàng ngày. Cỏc thành viờn trong nhúm phải được phộp họp định kỳ, trao đổi cởi mở, cú tớnh sỏng tạo, được phộp xem xột, đỏnh giỏ lại quy trỡnh cụng nghệ và quản lý hiện tại cũng nhưđủ năng lực ỏp dụng triển khai cỏc ý tưởng sản xuất sạch hơn khả thi.
Trong nhà mỏy sản xuất bia nhúm đỏnh giỏ sản xuất sạch hơn bao gồm cỏc cỏn bộ thuộc ban lónh đạo, kế toỏn, nhõn sự và cỏc bộ phận sản xuất như
xay nghiền nguyờn liệu, nấu, lờn men, thành phẩm, phụ trợ, điện. Việc mời thờm cỏn bộ phụ trỏch tài chớnh, cỏn bộ tư vấn ngoài cụng ty cũng nờn được xem xột để cỏc ý kiến đưa ra khỏch quan. Nhúm đỏnh giỏ sản xuất sạch hơn sẽ bắt đầu quỏ trỡnh đỏnh giỏ bằng việc thu thập cỏc thụng tin sản xuất cơ
bản của doanh nghiệp để cựng phõn tớch với cỏc thành viờn trong nhúm. Việc thu thập thụng tin cú thể sử dụng Phiếu cụng tỏc số 1.
Phiếu cụng tỏc số 1. Cỏc thụng tin cơ bản
Tờn và địa chỉ doanh nghiệp Số ngày làm việc
trong năm: Nhúm SXSH Tờn Chức vụ - bộ phận Nhiệm vụ nhúm 1 2 3 4 5
Thụng tin sản xuất cơ bản của doanh nghiệp
Sản phẩm chớnh CS thiết kế (1000 l/năm) Sản lượng (1000 l/năm) Bia hơi Bia keg Bia chai 330ml Bia chai B 450ml Nguyờn nhiờn liệu sử dụng Tấn/năm Tấn/năm Malt Xỳt Gạo Axit Đường Houblon Bột lọc Chai Nhón Ng u yờn li ệ u c h ớn h Nỳt H o ỏ ch ấ t Lượng Cụng suất Nước cấp m3/năm Nồi hơi dầu 1 tấn/giờ
Nước tự khai thỏc m3/năm Nồi hơi dầu 2 tấn/giờ
Than tấn/năm Nồi hơi than 1 tấn/giờ
Dầu FO lit/năm Nồi hơi than 2 tấn/giờ
Dầu DO lit/năm Mỏy phỏt điện KVA
Điện lưới Kwh/năm Mỏy nộn khớ Kwh N ướ c và n ă ng l ượ ng Điện tự sinh Kwh/năm Thi ế t b ị và ph ụ tr ợ Mỏy lạnh Kwh
Sau đõy là vớ dụđược trớch từ bỏo cỏo đỏnh giỏ sản xuất sạch hơn tại Cụng ty Cổ phần Bia Hà Nội - Bia Hồng Hà, là doanh nghiệp sản xuất bia đầu tiờn thực hiện đỏnh giỏ sản xuất sạch hơn trong khuụn khổ hợp phần sản xuất sạch hơn trong cụng nghiệp của Bộ Cụng thương.
Tài liệu hướng dẫn Sản xuất sạch hơn ngành sản xuất bia 34
Phiếu cụng tỏc số 1. Cỏc thụng tin cơ bản
Tờn và địa chỉ doanh nghiệp
Cụng ty Cổ phần Bia Hà Nội – Hồng Hà
Số ngày làm việc trong năm: N/A
Nhúm SXSH
Tờn Chức vụ - bộ phận Nhiệm vụ nhúm
1 Dương Văn Hoan Phú Giỏm đốc Cụng ty Chỉ đạo chung
2 Trịnh Vũ Đức Trưởng phũng KCS Trưởng ban
3 Nguyễn Thị Thu Hằng Phú phũng KT thành viờn
4 Đào Hải Nam Cỏn bộ KCS thành viờn
5 Lờ Quang Hà Tổ trưởng tổ men thành viờn
6 Nguyễn Khắc Cường QĐ phõn xưởng thành viờn
7 Nguyễn Trọng Hiếu PQĐ phõn xưởng thành viờn
8 Đỗ Hựng Dũng TT. Tổ xuất hàng thành viờn
Thụng tin sản xuất cơ bản của doanh nghiệp
Sản phẩm chớnh CS thiết kế (l/năm) Sản lượng 2006 (l/năm) Sản lượng Q I, 2007 (l/năm) Sản lượng T3, 2007 (l/năm) Bia (hơi, chai) 10.000.000 3.835.000 201.000 193.900
Nguyờn nhiờn liệu sử dụng
Kg/2006 Kg/QI 2007 Kg/T3 2007 Malt 395.000 19.900 19.200 Gạo 220.000 11.100 10.700 Đường 450 450 Houblon 2.000 116 111 Nguy ờn li ệ u c hớ nh Lượng 2006 QI 07 T3 07 Nước m3 46.700 6.300 4.000 Than tấn 380 40,3 22,7 Điện Mwh 634.900 50.300 24.700 N ướ c v à n ă ng l ượ ng
Nhận xột:
- Nhúm sản xuất sạch hơn đó được thành lập với đại diện của tất cả cỏc phũng ban, và cú sự tham gia của Ban lónh đạo (Phú Giỏm đốc). Số lượng thành viờn dường như quỏ lớn so với sản lượng. Cú thể thành lập nhúm ở quy mụ nhỏ hơn và huy động cỏc thành phần khi cú hoạt động liờn quan đến bộ phận đú để trỏnh việc vắng mặt cỏc thành viờn khi thảo luận/họp bàn về sản xuất sạch hơn. Việc Phú Giỏm đốc Cụng ty trực tiếp điều hành hoạt động nhúm (tham gia sõu hơn) cú thể sẽ cú tỏc động mạnh mẽ hơn.
- Số liệu được thu thập theo năm, theo quý, theo thỏng trong trường hợp này là đặc biệt cần thiết do cú sự biến động lớn về sản lượng (3.8 triệu lớt/năm trong năm 2006 nhưng kế hoạch 2007 là 6 triệu lớt/năm). Thành phần và lượng nguyờn nhiờn liệu sử dụng trờn một đơn vị sản phẩm cũng thay đổi đỏng kế. Trong trường hợp này, nờn sử dụng số liệu nền trước khi triển khai chương trỡnh bằng số liệu trung bỡnh của năm 2006 và quý 1 năm 2007.
- Nờn tỏch sản lượng bia hơi và bia chai. Cỏc số liệu về húa chất, nguyờn liệu phụ, năng lượng